(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い矩形状のパターン領域が設けられた第１のマスクを保持して走査方向へ移動する第１のステージと、
細長い矩形状のパターン領域が設けられた第２のマスクを保持するとともに、前記第１のステージに移動可能に載置される第２のステージと、
前記第１のマスクと前記第２のマスクとの相対配置情報を検出する配置検出装置と、
前記配置検出装置の検出結果に基づいて前記第１のステージに対する前記第２のステージのステージ配置を調整し、前記第１のマスクと前記第２のマスクとの相対配置を制御する制御装置と、
を備え、
前記第１及び第２のステージは、前記第１及び第２のマスクに設けられた前記パターン領域の長手方向を前記走査方向と平行にして前記第１のマスク又は第２のマスクを保持することを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記第１のステージの前記走査方向の移動位置情報と前記配置検出装置の検出結果とに基づいて前記ステージ配置を調整することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
【請求項３】
前記配置検出装置は、前記第１のステージに設けられた光学部材を含み、該光学部材を介した検出光を用いて前記相対配置情報を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載のステージ装置。
【請求項４】
前記配置検出装置は、前記第１のマスクに形成された第１のマークと前記第２のマスクに形成された第２のマークとの相対位置情報を検出するマーク検出系を含み、該マーク検出系の検出結果に基づいて前記相対配置情報を検出することを特徴とする請求項３に記載のステージ装置。
【請求項５】
前記第１及び第２のマークの少なくとも一方は、複数形成され、
前記マーク検出系は、前記第１のマークと前記第２のマークとの複数の組み合せに対して前記相対位置情報を検出することを特徴とする請求項４に記載のステージ装置。
【請求項６】
前記配置検出装置は、指標マークが形成された指標部材を含み、
前記マーク検出系は、前記指標マークに対する前記第１及び第２のマークの各相対位置情報を検出し、該各相対位置情報に基づいて前記第１のマークと前記第２のマークとの相対位置情報を検出することを特徴とする請求項４又は５に記載のステージ装置。
【請求項７】
前記マーク検出系は、
前記第１のステージに設けられて前記第１及び第２のマークにそれぞれ対向配置される複数の対物レンズ系と、
前記対物レンズ系を介した前記検出光によって形成される前記第１及び第２のマークの少なくとも一方の観察像を撮像する撮像装置と、
を含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項８】
前記マーク検出系は、前記対物レンズ系を介した前記検出光を集光して前記観察像を形成する集光レンズ系を含み、
前記対物レンズ系は、該対物レンズ系が対向配置された前記第１又は第２のマークから発する前記検出光を平行光束として射出させる無限遠補正光学系であることを特徴とする請求項７に記載のステージ装置。
【請求項９】
前記集光レンズ系及び前記撮像装置は、前記第１及び第２のステージとは別の部材に支持されることを特徴とする請求項８に記載のステージ装置。
【請求項１０】
前記配置検出装置は、前記第１のステージに設けられた第１の反射部材と前記第２のステージに設けられた第２の反射部材との相対位置情報を検出するレーザ干渉計システムを含み、該レーザ干渉計システムの検出結果に基づいて前記相対配置情報を検出することを特徴とする請求項３〜９のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項１１】
前記レーザ干渉計システムは、
前記第１及び第２のステージとは別の部材に設けられた基準反射部材と、
前記第１の反射部材に対して前記走査方向に前記検出光を入射させ、前記基準反射部材に対する前記第１の反射部材の位置情報を計測する第１のレーザ干渉計と、
前記第２の反射部材に対して前記走査方向に前記検出光を入射させ、前記基準反射部材に対する前記第２の反射部材の位置情報を計測する第２のレーザ干渉計と、を含み、
前記第１及び第２のレーザ干渉計の計測結果をもとに前記第１の反射部材と前記第２の反射部材との相対位置情報を検出することを特徴とする請求項１０に記載のステージ装置。
【請求項１２】
前記レーザ干渉計システムは、前記第２の反射部材に対して前記走査方向と直交する走査直交方向に前記検出光を入射させるとともに、前記第１の反射部材に対して前記走査方向に前記検出光を入射させ、前記第１の反射部材に対する前記第２の反射部材の位置情報を計測する第３レーザ干渉計を含み、該第３レーザ干渉計の計測結果をもとに前記第１の反射部材と第２の反射部材との相対位置情報を検出することを特徴とする請求項１１に記載のステージ装置。
【請求項１３】
前記第１及び第２のマスクの基準位置を検出する基準位置検出装置を備え、
前記制御装置は、前記基準位置における前記配置検出装置の検出結果を基準として前記ステージ配置を調整することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２のステージは、前記第１及び第２のマスクに設けられた短冊状のパターン領域の長手方向を前記走査方向と平行にして前記第１のマスク又は第２のマスクを保持することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項１５】
第１のマスクを保持して走査方向へ移動する第１のステージと、
第２のマスクを保持するとともに、前記第１のステージに移動可能に載置される第２のステージと、
前記第１のマスクと前記第２のマスクとの相対配置情報を検出する配置検出装置と、
前記配置検出装置の検出結果に基づいて前記第１のステージに対する前記第２のステージのステージ配置を調整し、前記第１のマスクと前記第２のマスクとの相対配置を制御する制御装置と、
を備え、
前記配置検出装置は、前記第１のマスクに形成された第１のマークと前記第２のマスクに形成された第２のマークとの相対位置情報を検出するマーク検出系を含み、該マーク検出系の検出結果に基づいて前記相対配置情報を検出し、
前記マーク検出系は、
前記第１のステージに設けられて前記第１及び第２のマークにそれぞれ対向配置される複数の対物レンズ系と、
前記対物レンズ系を介した前記検出光によって形成される前記第１及び第２のマークの少なくとも一方の観察像を撮像する撮像装置と、
を含むことを特徴とするステージ装置。
【請求項１６】
前記マーク検出系は、前記対物レンズ系を介した前記検出光を集光して前記観察像を形成する集光レンズ系を含み、
前記対物レンズ系は、該対物レンズ系が対向配置された前記第１又は第２のマークから発する前記検出光を平行光束として射出させる無限遠補正光学系であることを特徴とする請求項１５に記載のステージ装置。
【請求項１７】
前記集光レンズ系及び前記撮像装置は、前記第１及び第２のステージとは別の部材に支持されることを特徴とする請求項１６に記載のステージ装置。
【請求項１８】
第１のマスクを保持して走査方向へ移動する第１のステージと、
第２のマスクを保持するとともに、前記第１のステージに移動可能に載置される第２のステージと、
前記第１のマスクと前記第２のマスクとの相対配置情報を検出する配置検出装置と、
前記配置検出装置の検出結果に基づいて前記第１のステージに対する前記第２のステージのステージ配置を調整し、前記第１のマスクと前記第２のマスクとの相対配置を制御する制御装置と、
を備え、
前記配置検出装置は、前記第１のステージに設けられた第１の反射部材と前記第２のステージに設けられた第２の反射部材との相対位置情報を検出するレーザ干渉計システムを含み、該レーザ干渉計システムの検出結果に基づいて前記相対配置情報を検出し、
前記レーザ干渉計システムは、
前記第１及び第２のステージとは別の部材に設けられた基準反射部材と、
前記第１の反射部材に対して前記走査方向に前記検出光を入射させ、前記基準反射部材に対する前記第１の反射部材の位置情報を計測する第１のレーザ干渉計と、
前記第２の反射部材に対して前記走査方向に前記検出光を入射させ、前記基準反射部材に対する前記第２の反射部材の位置情報を計測する第２のレーザ干渉計と、を含み、
前記レーザ干渉計システムは、前記第２の反射部材に対して前記走査方向と直交する走査直交方向に前記検出光を入射させるとともに、前記第１の反射部材に対して前記走査方向に前記検出光を入射させ、前記第１の反射部材に対する前記第２の反射部材の位置情報を計測する第３レーザ干渉計を含み、
前記第１、第２及び第３レーザ干渉計の計測結果をもとに前記第１の反射部材と前記第２の反射部材との相対位置情報を検出することを特徴とするステージ装置。
【請求項１９】
第１のマスクを保持して走査方向へ移動する第１のステージと、
第２のマスクを保持するとともに、前記第１のステージに移動可能に載置される第２のステージと、
前記第１のマスクと前記第２のマスクとの相対配置情報を検出する配置検出装置と、
前記配置検出装置の検出結果に基づいて前記第１のステージに対する前記第２のステージのステージ配置を調整し、前記第１のマスクと前記第２のマスクとの相対配置を制御する制御装置と、
を備え、
前記第１及び第２のステージは、前記第１及び第２のマスクに設けられた短冊状のパターン領域の長手方向を前記走査方向と平行にして前記第１のマスク又は第２のマスクを保持することを特徴とするステージ装置。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載のステージ装置と、
感光基板を保持して移動する基板ステージと、
前記第１及び第２のマスクに形成されたパターンの像を前記感光基板に投影する投影光学系と、
前記第１のステージの前記走査方向の移動に同期して、前記投影光学系を介して該走査方向に対応する同期走査方向に前記基板ステージを移動させる露光制御系と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２１】
前記第１及び第２のマスクは、短冊状のパターン領域が並列に複数設けられ、
前記第１及び第２のステージは、前記パターン領域の長手方向を前記走査方向と平行にして前記第１及び第２のマスクをそれぞれ保持し、
前記投影光学系は、複数であり、複数の前記パターン領域に対して一対一に対向配置され、
前記露光制御系は、複数の前記投影光学系がそれぞれ対向する前記パターン領域内の一部の前記パターンの像を前記感光基板に投影した状態で、前記第１のステージを前記走査方向に移動させるとともに前記基板ステージを前記同期走査方向に移動させる走査露光を１回以上行う、
ことを特徴とする請求項２０に記載の露光装置。
【請求項２２】
前記露光制御系は、前記第１ステージを前記走査方向と直交する方向へ移動させ、第１の前記走査露光と第２の前記走査露光との間で異なる前記パターン領域を前記投影光学系に対向させることを特徴とする請求項２１に記載の露光装置。
【請求項２３】
前記第１及び第２のマスクに設けられたマークの前記投影光学系による投影像を検出する投影像検出装置を備え、
前記制御装置は、前記投影像検出装置の検出結果と前記配置検出装置の検出結果とに基づいて前記ステージ配置を調整することを特徴とする請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２４】
請求項２０〜２３のいずれか一項に記載の露光装置を用いて、前記第１及び第２のマスクに形成されたパターンの像を感光基板に転写する工程と、
前記パターンの像が転写された前記感光基板を現像し、該パターンの像に対応する形状の転写パターン層を前記感光基板上に形成する工程と、
前記転写パターン層を介して前記感光基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項２５】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載のステージ装置が保持する前記第１及び第２のマスクの相対配置を制御し、該第１及び第２のマスクに形成されたパターンの像を基板ステージが保持する感光基板に投影しつつ、前記第１のステージの前記走査方向の移動に同期して、前記走査方向に対応する方向に前記基板ステージを移動させることを特徴とする露光方法。
【請求項２６】
前記第１及び第２のマスクは、短冊状のパターン領域が並列に複数設けられ、
前記ステージ装置の前記第１及び第２のステージは、前記パターン領域の長手方向を前記走査方向と平行にして前記第１及び前記第２のマスクをそれぞれ保持し、
複数の前記パターン領域に対向配置された複数の前記投影光学系を介して、前記パターン領域内の一部の前記パターンの像を前記感光基板に投影した状態で、前記第１のステージを前記走査方向に移動させるとともに前記基板ステージを前記走査方向に対応する方向に移動させる走査露光を１回以上行う、
ことを特徴とする請求項２５に記載の露光方法。
【請求項２７】
前記第１ステージを前記走査方向と直交する方向へ移動させ、第１の前記走査露光と第２の前記走査露光との間で異なる前記パターン領域を前記投影光学系に対向させることを特徴とする請求項２６に記載の露光方法。
【請求項２８】
前記第１及び第２のマスクに設けられたマークの投影像を検出し、
前記制御装置は、前記マークの投影像の検出結果と前記配置検出装置の検出結果とに基づいて前記ステージ配置を調整することを特徴とする請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項２９】
請求項２５〜２８のいずれか一項に記載の露光方法を用いて、前記第１及び第２のマスクに形成されたパターンの像を感光基板に転写する工程と、
前記パターンの像が転写された前記感光基板を現像し、該パターンの像に対応する形状の転写パターン層を前記感光基板上に形成する工程と、
前記転写パターン層を介して前記感光基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のマスクを保持するステージ装置、ステージ装置を用いる露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体素子又は液晶表示素子等のデバイス（電子デバイス、マイクロデバイス）を製造する際に、マスク（レチクル、フォトマスク等）のパターンを投影光学系を介してレジストが塗布されたプレート（ガラスプレート又は半導体ウエハ等）上に投影する投影露光装置が使用されている。近年では、液晶表示素子製造用のプレートは益々大型化し、２ｍ角を越えるプレートが使用されるようになってきている。また、プレートの大型化にともなってマスクも大型化する傾向にある。これに対して、マスクの平面度（パターン面の面精度）を維持することは、大型化するほど困難となる。さらに、マスクのコストは、大型化するほど製造工程が複雑化するため高騰する。
【０００３】
そこで、例えば走査方向に２列に分けて配置され、走査方向と直交する方向（以下、非走査方向と呼ぶ。）に隣接して配置された拡大倍率を有する複数の部分投影光学系よりなる拡大系マルチレンズを用いることによって、プレートに比してマスクのパターンを小さくした走査型の投影露光装置（走査型露光装置）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この従来の拡大系マルチレンズを備えた走査型露光装置では、マスクのパターンが各部分投影光学系に対応して複数のパターン領域に短冊状（条片状）に分割され、各パターン領域内のパターンの投影像が１回の走査露光によってプレート上に非走査方向に継ぎ合わされて転写される。
【特許文献１】特開平１１−２６５８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述のような拡大系マルチレンズを備えた走査型露光装置では、マスクに形成されるパターン領域全体（短冊状に形成されるパターン領域の総和）は従来に比して小さくされるものの、各短冊状のパターン領域が非走査方向に部分投影光学系と等しい間隔で配列されるため、マスクの非走査方向の幅は、プレート上に継ぎ合わされて転写される一連のパターン転写領域の幅と同程度であり、非計測方向におけるマスクの大型化は解消されていない。
本発明はこのような事情に鑑み、マスクの大型化を抑制できるステージ装置、露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による第１のステージ装置は、細長い矩形状のパターン領域が設けられた第１のマスクを保持して走査方向へ移動する第１のステージと、細長い矩形状のパターン領域が設けられた第２のマスクを保持するとともに、その第１のステージに移動可能に載置される第２のステージと、その第１のマスクとその第２のマスクとの相対配置情報を検出する配置検出装置と、その配置検出装置の検出結果に基づいてその第１のステージに対するその第２のステージのステージ配置を調整し、その第１のマスクとその第２のマスクとの相対配置を制御する制御装置と、を備え、前記第１及び第２のステージは、前記第１及び第２のマスクに設けられた前記パターン領域の長手方向を前記走査方向と平行にして前記第１のマスク又は第２のマスクを保持するものである。
また、本発明による第２のステージ装置は、第１のマスクを保持して走査方向へ移動する第１のステージと、第２のマスクを保持するとともに、その第１のステージに移動可能に載置される第２のステージと、その第１のマスクとその第２のマスクとの相対配置情報を検出する配置検出装置と、その配置検出装置の検出結果に基づいてその第１のステージに対するその第２のステージのステージ配置を調整し、その第１のマスクとその第２のマスクとの相対配置を制御する制御装置と、を備え、その配置検出装置は、その第１のマスクに形成された第１のマークとその第２のマスクに形成された第２のマークとの相対位置情報を検出するマーク検出系を含み、該マーク検出系の検出結果に基づいてその相対配置情報を検出し、そのマーク検出系は、その第１のステージに設けられてその第１及び第２のマークにそれぞれ対向配置される複数の対物レンズ系と、その対物レンズ系を介したその検出光によって形成されるその第１及び第２のマークの少なくとも一方の観察像を撮像する撮像装置と、を含むものである。
また、本発明による第３のステージ装置は、第１のマスクを保持して走査方向へ移動する第１のステージと、第２のマスクを保持するとともに、その第１のステージに移動可能に載置される第２のステージと、その第１のマスクとその第２のマスクとの相対配置情報を検出する配置検出装置と、その配置検出装置の検出結果に基づいてその第１のステージに対するその第２のステージのステージ配置を調整し、その第１のマスクとその第２のマスクとの相対配置を制御する制御装置と、を備え、その配置検出装置は、その第１のステージに設けられた第１の反射部材とその第２のステージに設けられた第２の反射部材との相対位置情報を検出するレーザ干渉計システムを含み、該レーザ干渉計システムの検出結果に基づいてその相対配置情報を検出し、そのレーザ干渉計システムは、その第１及び第２のステージとは別の部材に設けられた基準反射部材と、その第１の反射部材に対してその走査方向にその検出光を入射させ、その基準反射部材に対するその第１の反射部材の位置情報を計測する第１のレーザ干渉計と、その第２の反射部材に対してその走査方向にその検出光を入射させ、その基準反射部材に対するその第２の反射部材の位置情報を計測する第２のレーザ干渉計と、を含み、そのレーザ干渉計システムは、その第２の反射部材に対してその走査方向と直交する走査直交方向にその検出光を入射させるとともに、その第１の反射部材に対してその走査方向にその検出光を入射させ、その第１の反射部材に対するその第２の反射部材の位置情報を計測する第３レーザ干渉計を含み、その第１、第２及び第３レーザ干渉計の計測結果をもとにその第１の反射部材とその第２の反射部材との相対位置情報を検出するものである。
また、本発明による第４のステージ装置は、第１のマスクを保持して走査方向へ移動する第１のステージと、第２のマスクを保持するとともに、その第１のステージに移動可能に載置される第２のステージと、その第１のマスクとその第２のマスクとの相対配置情報を検出する配置検出装置と、その配置検出装置の検出結果に基づいてその第１のステージに対するその第２のステージのステージ配置を調整し、その第１のマスクとその第２のマスクとの相対配置を制御する制御装置と、を備え、その第１及び第２のステージは、その第１及び第２のマスクに設けられた短冊状のパターン領域の長手方向をその走査方向と平行にして前記第１のマスク又は第２のマスクを保持するものである。
【０００６】
また、本発明による露光装置は、本発明のステージ装置と、感光基板を保持して移動する基板ステージと、その第１及び第２のマスクに形成されたパターンの像をその感光基板に投影する投影光学系と、その第１のステージのその走査方向の移動に同期して、その投影光学系を介して該走査方向に対応する同期走査方向にその基板ステージを移動させる露光制御系と、を備えるものである。
【０００７】
また、本発明による露光方法は、本発明のステージ装置が保持する第１及び第２のマスクの相対配置を制御し、この第１及び第２のマスクに形成されたパターンの像を基板ステージが保持する感光基板に投影しつつ、その第１のステージのその走査方向の移動に同期して、その走査方向に対応する方向にその基板ステージを移動させるものである。
また、本発明によるデバイス製造方法は、本発明の露光装置又は露光方法を用いて、その第１及び第２のマスクに形成されたパターンの像を感光基板に転写する工程と、そのパターンの像が転写されたその感光基板を現像し、該パターンの像に対応する形状の転写パターン層をその感光基板上に形成する工程と、その転写パターン層を介してその感光基板を加工する工程と、を含むものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１及び第２のマスクを保持し、この第１及び第２のマスクの相対配置を制御することができるため、従来大型マスクに設けられるパターンを第１及び第２のマスクに分割して設けることで、マスクの大型化を抑制することができるとともに、そのパターン全体を、大型マスクを用いる場合と同様に露光処理等に供することができる。
また、マスクの大型化が抑制できることで、大型マスクを使用する場合に比べて、製造誤差や撓み等の影響を低減することができ、マスクの平面度を向上させることができる。さらに、各マスクは既存の小型のマスク製造設備を用いて製造できるため、マスク製造にかかるコストの高騰を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
［第１の実施形態］
以下、本発明の好ましい第１の実施形態につき図１〜図７を参照して説明する。
図２は、本実施形態のステップ・アンド・スキャン方式の走査型の投影露光装置よりなる露光装置１００の概略構成を示す斜視図、図１は、露光装置１００の照明装置ＩＵ及びマスクステージ系２０の概略構成を示す斜視図である。図１及び図２において、露光装置１００は、光源からの照明光でマスクＭＡ１，ＭＡ２のパターンを照明する照明装置ＩＵと、マスクＭＡ１，ＭＡ２を駆動するマスクステージ系２０と、マスクＭＡ１，ＭＡ２に形成されたパターンの拡大像を感光基板としてのプレートＰＴ上に投影する投影光学装置ＰＬと、プレートＰＴを保持して移動するプレートステージＰＳＴと、を備えている。マスクステージ系２０は、マスクＭＡ１を保持して移動する第１マスクステージＭＳＴ１と、第１マスクステージＭＳＴ１上に移動可能に載置されるとともにマスクＭＡ２を保持する第２マスクステージＭＳＴ２と、マスクＭＡ１とマスクＭＡ２との相対位置及び相対回転角の情報を含む相対配置情報を検出するマスク用のアライメント系３１Ａ，３１Ｂと、第１マスクステージＭＳＴ１を駆動する駆動機構（不図示）等とを備えている。
【００１０】
さらに、露光装置１００は、プレートステージＰＳＴを駆動するリニアモータ等を含む駆動機構（不図示）と、露光装置１００の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御系２３等とを備えている。照明装置ＩＵ、第１マスクステージＭＳＴ１及びプレートステージＰＳＴの各ベース部材（不図示）、並びに投影光学装置ＰＬ等は不図示のフレーム機構に支持されている。
【００１１】
本実施形態のプレートＰＴは、一例として液晶表示素子製造用のフォトレジスト（感光材料）が塗布された１．９×２．２ｍ角、２．２×２．４ｍ角、２．４×２．８ｍ角、又は２．８×３．２ｍ角程度の矩形の平板状のガラスプレートである。また、一例として、プレートＰＴの表面は、それぞれマスクＭＡ１，ＭＡ２のパターンが転写される２つのパターン転写領域ＥＰ１，ＥＰ２に区分して主制御系２３に認識される。
【００１２】
以下、図１及び図２において、マスクＭＡ１が保持される第１マスクステージＭＳＴ１の上面（保持面）に平行な平面に垂直にＺ軸を取り、その平面内で走査露光時のマスクＭＡ１，ＭＡ２の走査方向に沿ってＸ軸を取り、Ｘ軸に直交する非走査方向に沿ってＹ軸を取って説明する。本実施形態では、マスクＭＡ２が保持される第２マスクステージＭＳＴ２の上面（保持面）は、マスクＭＡ１の保持面と同一平面上にある。また、プレートステージＰＳＴのプレートＰＴが保持される面は、そのマスクＭＡ１の保持面に平行であり、走査露光時のプレートＰＴの走査方向はＸ軸に平行である。また、以下では、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転方向をθｚ方向とも呼ぶ。
【００１３】
図１の照明装置ＩＵにおいて、光源部１０の４つの送光部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄから射出された露光用の照明光（露光光）ＩＬは、同一構成の部分照明光学系ＩＬＳ１，ＩＬＳ２，ＩＬＳ３，ＩＬＳ４にそれぞれ入射する。部分照明光学系ＩＬＳ１，ＩＬＳ２はマスクＭＡ１のパターン面（下面）の照明領域（照野領域）ＩＦ１，ＩＦ２を照明し、部分照明光学系ＩＬＳ３，ＩＬＳ４はマスクＭＡ２のパターン面（下面）の照明領域（照野領域）ＩＦ３，ＩＦ４を照明する。露光用の照明光としては、ＹＡＧレーザの３倍高調波（波長３５５ｎｍ）が使用されている。
【００１４】
部分照明光学系ＩＬＳ１〜ＩＬＳ４に入射した照明光は、それぞれコリメータレンズ４により平行光束にされて、オプティカルインテグレータであるフライアイレンズ６に入射する。部分照明光学系ＩＬＳ１〜ＩＬＳ４のフライアイレンズ６の後側焦点面に形成された多数の二次光源からの照明光は、それぞれ集光レンズ７を介して可変視野絞り８を照明する。可変視野絞り８を通過した照明光はリレー光学系９を介し、マスクＭＡ１，ＭＡ２上においてＹ方向に平行な２辺を有する台形状（Ｙ方向に並ぶ２辺はＸ方向に対して平行又は傾斜した台形状）の照明領域ＩＦ１，ＩＦ２，ＩＦ３，ＩＦ４をほぼ均一に照明する。照明領域ＩＦ１〜ＩＦ４は、Ｙ方向に沿って一列に等間隔で配置されている。
【００１５】
マスクＭＡ１，ＭＡ２の照明領域ＩＦ１〜ＩＦ４からの照明光は、図２に示すように、それぞれ対応する投影光学系ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４を介して、プレートＰＴ上の露光領域（像野領域又はイメージフィールド）ＥＦ１，ＥＦ２，ＥＦ３，ＥＦ４を露光する。投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４は、それぞれマスクＭＡ１，ＭＡ２側及びプレートＰＴ側にテレセントリックであり、マスクＭＡ１，ＭＡ２側からプレートＰＴ側へ拡大倍率を有している。露光領域ＥＦ１〜ＥＦ４の形状は、照明領域ＩＦ１〜ＩＦ４の形状を投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４の投影倍率で拡大した形状である。投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４及び露光領域ＥＦ１〜ＥＦ４はＹ方向に一列に等間隔で配置されている。Ｙ方向における照明領域ＩＦ１〜ＩＦ４の配列周期（配列のピッチ）と露光領域ＥＦ１〜ＥＦ４の配列周期とは等しい。なお、露光領域ＥＦ１〜ＥＦ４の形状は、可変視野絞り８が照明光の一部を遮光することによって設定される。
【００１６】
本実施形態ではその４つの投影光学系（部分投影光学系）ＰＬ１〜ＰＬ４を含んで投影光学装置ＰＬが構成され、各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４は、それぞれマスクＭＡ１，ＭＡ２の照明領域ＩＦ１〜ＩＦ４内のパターンを共通の拡大倍率Ｍ（絶対値）で拡大した投影像をプレートＰＴの表面上の露光領域ＥＦ１〜ＥＦ４に形成する。投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４は、マスクＭＡ１，ＭＡ２のパターンのＸ方向（走査方向）に正立でＹ方向（非走査方向）に倒立の像をプレートＰＴ上に形成する。その拡大倍率Ｍは、好ましくは２倍以上であり、本実施形態では一例として２．５倍である。
【００１７】
図１のマスクステージ系２０において、マスクＭＡ１はマスクホルダ（不図示）を介して第１マスクステージＭＳＴ１上に真空吸着（又は静電吸着等）によって吸着保持されている。第１マスクステージＭＳＴ１は、不図示のベース部材上に気体軸受機構（エアベアリング）を介してＸ方向、Ｙ方向への移動、及び所定範囲内でのθｚ方向の回転が可能な状態で載置されている。第１マスクステージＭＳＴ１上にＸ軸、Ｙ軸の移動鏡５０Ｘ，５０Ｙが固定され、移動鏡５０ＸにＸ軸に平行に計測用ビームを照射するＸ軸のレーザ干渉計２２ＸＡ，２２ＸＢ、及び移動鏡５０ＹにＹ軸に平行に計測用ビームを照射するＹ軸のレーザ干渉計２２Ｙよりなるマスク側レーザ干渉計が配置されている。なお、第１マスクステージＭＳＴ１のＹ方向への移動量が少ない場合には、移動鏡５０Ｘの代わりにＹ方向に所定間隔で配置された２つのレトロリフレクタ（３面反射ミラー）を使用してもよい。
【００１８】
マスク側レーザ干渉計は、第１マスクステージＭＳＴ１のＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角を計測し、計測結果を主制御系２３に供給する。主制御系２３はその計測値に基づいてリニアモータ等のステージ駆動機構（不図示）を介して第１マスクステージＭＳＴ１のＸ方向、Ｙ方向の位置及び速度、並びにθｚ方向の回転角を制御する。
また、第１マスクステージＭＳＴ１の上面において、−Ｙ方向のほぼ半面にＺ位置が低い段差部ＣＡが形成され、この段差部ＣＡ上にＸ方向、Ｙ方向、及びθｚ方向に移動可能に、第２マスクステージＭＳＴ２が例えば気体軸受機構を介して載置されている。マスクＭＡ２はマスクホルダ（不図示）を介して第２マスクステージＭＳＴ２上に真空吸着（又は静電吸着等）によって吸着保持されている。マスクＭＡ２のパターン面はマスクＭＡ１のパターン面と同一平面上にある。
【００１９】
そして、マスクＭＡ１，ＭＡ２のパターン面（下面）には、それぞれ転写用のパターンが形成されたＸ方向に細長い矩形（短冊状）の４個の同一形状の部分パターン領域Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２、及び部分パターン領域Ａ３，Ｂ３，Ａ４，Ｂ４が、Ｙ方向に照明領域ＩＦ１〜ＩＦ４の配列周期の１／２の配列周期で形成されている。部分パターン領域Ａ１，Ｂ１〜Ａ４，Ｂ４にはプレートＰＴ上に転写されるデバイスパターンを縮小した原版パターンを分割したパターンが形成されている。また、マスクＭＡ１の端部の部分パターン領域Ｂ２と、これに隣接するマスクＭＡ２の端部の部分パターン領域Ａ３とのＹ方向の間隔は、後述のマスクアライメントによって、例えば部分パターン領域Ａ１，Ｂ２のＹ方向の間隔と実質的に同じ間隔に設定される。
【００２０】
本実施形態では、後述のように２回の走査露光によって、マスクＭＡ１，ＭＡ２のパターンがプレートＰＴ上の各パターン転写領域ＥＰ１，ＥＰ２に露光されるため、２枚のマスクＭＡ１，ＭＡ２上の部分パターン領域Ａ１〜Ｂ４を合わせた個数は、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４の個数の２倍に設定されている。このように本実施形態では、プレートＰＴ上の各パターン転写領域ＥＰ１，ＥＰ２に転写されるパターンが２枚のマスクＭＡ１，ＭＡ２に分割して形成されている。
【００２１】
図４（Ａ）は図１のマスクステージＭＳＴ１，ＭＳＴ２及びこの上に載置されたマスクＭＡ１，ＭＡ２を示す平面図である。図４（Ａ）において、マスクＭＡ１の部分パターン領域Ａ１〜Ｂ２のＸ方向の両端部には、それぞれプレートＰＴとのアライメント用の第１のマスクアライメントマーク（以下、第１ＭＡマークという。）１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄが形成され、マスクＭＡ２の部分パターン領域Ａ３〜Ｂ４のＸ方向の両端部には、それぞれ第１ＭＡマーク１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄが形成されている。また、マスクＭＡ１のパターン面の−Ｙ方向の端部には、それぞれマスクＭＡ１，ＭＡ２相互のアライメント用の第２のマスクアライメントマーク（以下、第２ＭＡマークという。）１７Ａ，１８Ａが形成され、マスクＭＡ２のパターン面の＋Ｙ方向の端部のＸ方向の両端部には、それぞれ第２ＭＡマーク１７Ｂ，１８Ｂが形成されている。本実施形態では、一例として第２ＭＡマーク１７Ａ，１８Ａは十字型の遮光マークであり、第２ＭＡマーク１７Ｂ，１８Ｂは正方形の枠状の遮光マークである。
【００２２】
第２マスクステージＭＳＴ２には、マスクＭＡ２の部分パターン領域Ａ３〜Ｂ４、及び第１ＭＡマーク１６Ａ〜１６Ｄと第２ＭＡマーク１７Ｂ，１８Ｂとを介する照明光又は検出光を通過させる開口が形成されている。同様に、第１マスクステージＭＳＴ１には、マスクＭＡ２の部分パターン領域Ａ３〜Ｂ４、第１ＭＡマーク１６Ａ〜１６Ｄ、及び第２ＭＡマーク１７Ｂ，１８Ｂ、並びにマスクＭＡ１の部分パターン領域Ａ１〜Ｂ２、第１ＭＡマーク１５Ａ〜１５Ｄ、及び第２ＭＡマーク１７Ａ，１８Ａを介する照明光又は検出光を通過させる開口が形成されている。
【００２３】
さらに、第１マスクステージＭＳＴ１には、マスクＭＡ１の第２ＭＡマーク１７Ａ，１８Ａと、マスクＭＡ２の第２ＭＡマーク１７Ｂ，１８ＢとのＸ方向、Ｙ方向の位置関係を計測する１対のマスク用のアライメント系３１Ａ及び３１Ｂ（詳細後述）が支持部材３２Ａ，３２Ｂによって固定されている。従って、アライメント系３１Ａ，３１Ｂは、第１マスクステージＭＳＴ１と一体的に不図示のベース部材上を移動する。
【００２４】
図１において、２点鎖線で示すアライメント系３１Ａ，３１Ｂの検出情報は、主制御系２３の制御のもとにあるアクチュエータ制御系２４に供給される。また、第１マスクステージＭＳＴ１には、第１マスクステージＭＳＴ１に対して第２マスクステージＭＳＴ２をＸ方向、Ｙ方向、及びθｚ方向に駆動するためのＸ軸のアクチュエータ２５Ｘ及び２つのＹ軸のアクチュエータ２５Ｙ１，２５Ｙ２が設けられている。アクチュエータ２５Ｘ，２５Ｙ１，２５Ｙ２としては、例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、駆動素子として多数のピエゾ素子（圧電素子）を用いる直動型のピエゾモータ、又は超音波モータ等が使用できる。また、第２マスクステージＭＳＴ２の側面とこれに対向する段差部ＣＡの側壁部との間に、第２マスクステージＭＳＴ２をアクチュエータ２５Ｘ，２５Ｙ１，２５Ｙ２側に付勢するコイルばね又は板ばね等の付勢部材を設けてもよい。
【００２５】
アクチュエータ制御系２４内の駆動制御部が、主制御系２３からの制御情報（例えばレーザ干渉計２２ＸＡ，２２ＸＢによって計測される第１マスクステージＭＳＴ１のＸ方向の位置に応じた情報等）、及びアライメント系３１Ａ，３１Ｂの検出情報等に基づいて、アクチュエータ２５Ｘ，２５Ｙ１，２５Ｙ２を介して、第１マスクステージＭＳＴ１に対する第２マスクステージＭＳＴ２、すなわちマスクＭＡ１に対するマスクＭＡ２のＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角を制御する。
【００２６】
また、図２において、プレートＰＴはプレートホルダ（不図示）を介してプレートステージＰＳＴ上に吸着保持されている。プレートステージＰＳＴにはＸ軸、Ｙ軸の移動鏡５１Ｘ及び５１Ｙが固定されている。また、Ｙ方向に所定間隔で配置されて移動鏡５１ＸにＸ軸に平行に計測用ビームを照射するＸ軸のレーザ干渉計２１ＸＡ，２１ＸＢと、移動鏡５１ＹにＹ軸に平行に計測用ビームを照射するＹ軸のレーザ干渉計２１ＹＡとを含むプレート側レーザ干渉計が配置されている。プレート側レーザ干渉計によって、プレートステージＰＳＴのＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角が計測される。
【００２７】
プレート側レーザ干渉計の計測値は主制御系２３に供給され、主制御系２３はその計測値に基づいてリニアモータ等のステージ駆動系（不図示）を介してプレートステージＰＳＴのＸ方向、Ｙ方向の位置及び速度、並びにθｚ方向の回転角を制御する。なお、一例として、プレートステージＰＳＴは、θｚ方向の回転角が一定値となるように駆動される。走査露光時には、第１マスクステージＭＳＴ１がＸ方向に速度Ｖ／Ｍ（Ｍは拡大倍率）で駆動されるのに同期して、プレートステージＰＳＴはＸ方向に速度Ｖで駆動される。投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４の像はＸ方向に正立像であるため、第１マスクステージＭＳＴ１の走査方向とプレートステージＰＳＴの走査方向とはＸ軸に沿った同じ向きとなる。
【００２８】
図２において、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４の近傍には、プレートＰＴの位置合わせを行うための例えば画像処理方式のオフアクシス型のプレートアライメント系ＡＬＧ、並びにマスクＭＡ１，ＭＡ２及びプレートＰＴのＺ方向の位置（フォーカス位置）を計測するオートフォーカス系（不図示）が配置されている。そのため、プレートＰＴ上のパターン転写領域ＥＰ１及びＥＰ２の近傍にはそれぞれ複数のアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２が形成されている。また、そのオートフォーカス系の計測結果に基づいて、不図示のＺ駆動機構を用いて例えば第１マスクステージＭＳＴ１のＺ方向の位置を制御すること、及び／又は後述の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４の個別のフォーカス機構を駆動することによって、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４の像面とプレートＰＴの表面とが合焦される。
【００２９】
また、プレートステージＰＳＴには、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４を介して投影されるマスクＭＡ１，ＭＡ２上の第１ＭＡマーク１５Ａ〜１５Ｄ，１６Ａ〜１６Ｄの像の位置を計測するアライメント系としての空間像計測系５３が設置されている。プレートアライメント系ＡＬＧ及び空間像計測系５３の検出信号はアライメント信号処理系（不図示）で処理され、この処理によって得られた被検マークの位置情報が主制御系２３に供給される。
【００３０】
次に、本実施形態の部分照明光学系ＩＬＳ１〜ＩＬＳ４及び投影光学装置ＰＬを構成する投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４の構成につき説明する。代表的に図３を参照して、部分照明光学系ＩＬＳ１及び投影光学系ＰＬ１の構成につき説明する。
図３は、図１の光源部１０の一部、部分照明光学系ＩＬＳ１、及び投影光学系ＰＬ１の構成を示す。図３において、レーザ光を発生するレーザ光源１と、そのレーザ光を集光するレンズ系２と、集光されたレーザ光を伝送する光ガイド３とが、図１の光源部１０内に収納されている。そして、光ガイド３から射出されるレーザ光よりなる照明光が、部分照明光学系ＩＬＳ１内のコリメータレンズ４、ミラー５、及びフライアイレンズ６からリレー光学系９までの光学部材を介してマスクＭＡ１を照明する。なお、図３のミラー５は図１では省略されている。
【００３１】
なお、レーザ光源１からのレーザ光を分岐して４つの部分照明光学系ＩＬＳ１〜ＩＬＳ４に供給してもよく、光ガイド３を用いることなく、ミラー系を介してレーザ光を伝送してもよい。
図３において、リレー光学系９は、一例として、光路を折り曲げるプリズム型ミラー部材９ａと、折り曲げられた照明光を集光する集光レンズ９ｂと、集光された照明光を反射集光する凹面鏡９ｃとを含んで構成されている。リレー光学系９は、可変視野絞り８の開口部の走査方向に倒立した像（照明領域）をマスクＭＡ１上に形成する。
【００３２】
また、投影光学系ＰＬ１は、マスクＭＡ１とプレートＰＴとの間の光路中に配置される凹面反射鏡ＣＣＭｃと、マスクＭＡ１と凹面反射鏡ＣＣＭｃとの間の光路中に配置されてＺ軸に平行な光軸ＡＸ２１を持つ第１レンズ群Ｇ１ｃと、第１レンズ群Ｇ１ｃと凹面反射鏡ＣＣＭｃとの間の光路中に配置される第２レンズ群Ｇ２ｃと、第２レンズ群Ｇ２ｃとプレートＰＴとの間の光路中に配置されて、第２レンズ群Ｇ２ｃから＋Ｚ方向に進行する光を＋Ｘ方向に光軸ＡＸ２１を横切るように光軸ＡＸ２２に沿って偏向する第１偏向部材ＦＭ１ｃと、第１偏向部材ＦＭ１ｃとプレートＰＴとの間の光路中に配置され、第１偏向部材ＦＭ１ｃから＋Ｘ方向に進行する光を−Ｚ方向に偏向する第２偏向部材ＦＭ２ｃと、第２偏向部材ＦＭ２ｃとプレートＰＴとの間の光路中に配置されて、第１レンズ群Ｇ１ｃの光軸ＡＸ２１と平行な光軸ＡＸ２３を有する第３レンズ群Ｇ３ｃとを備えている。
【００３３】
また、第１レンズ群Ｇ１ｃとマスクＭＡ１との間に相互間隔が変更可能な複数のレンズを含む倍率補正機構ＡＤ１１が配置され、第３レンズ群Ｇ３ｃとプレートＰＴとの間に２枚の傾斜角可変の平行平板を含むＸ方向、Ｙ方向の像シフト補正機構ＡＤ１２、及び例えば２枚の楔型プリズムを含むフォーカス補正機構ＡＤ１３が配置されている。
他の投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ４も同様に構成され、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４の倍率補正機構ＡＤ１１、像シフト補正機構ＡＤ１２、及びフォーカス補正機構ＡＤ１３（結像特性補正機構）はそれぞれ駆動部（不図示）によって互いに独立に制御可能である。なお、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４の構成は、図３には限定されるものではない。
【００３４】
次に、図４（Ａ）のマスク用のアライメント系３１Ａ及び３１Ｂの構成は同一であるため、以下ではアライメント系３１Ａの構成につき、図４（Ａ）の第２ＭＡマーク１７Ａ，１７Ｂの中心を通る直線に沿った断面図である図４（Ｂ）を参照して説明する。図４（Ｂ）において、マスクＭＡ１，ＭＡ２の第２ＭＡマーク１７Ａ，１７Ｂの底面側の第１マスクステージＭＳＴ１内に、例えば低膨張セラミックスよりなる取り付け部材（不図示）によってコンデンサレンズ４０Ａ，４０Ｂが固定されている。さらに、コンデンサレンズ４０Ａ，４０Ｂの底面側の第１マスクステージＭＳＴ１の底面に、例えば低膨張セラミックスよりなる取り付け部材（不図示）によって、石英よりなる平板状のガラス基板３３が固定され、ガラス基板３３の上面の第２ＭＡマーク１７Ａ，１７Ｂとほぼ対向する位置に、例えばクロム等の金属膜の蒸着によって２次元の指標マーク３４Ａ，３４Ｂが形成されている。指標マーク３４Ａ，３４Ｂのアライメント系３１Ａによる像３４ＡＰ，３４ＢＰが図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されている。このように指標マーク３４Ａ，３４Ｂは、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ平行な２本のラインパターンを含み、これらのラインパターンの像の間に第２ＭＡマーク１７Ａ，１７Ｂの像１７ＡＰ，１７ＢＰが形成される。
【００３５】
また、図４（Ｂ）の第１マスクステージＭＳＴ１の底面に、不図示の支持部材を介して−Ｚ方向から検出光で指標マーク３４Ａ，３４Ｂを照明する照明系３５Ａ，３５Ｂが固定されている。照明系３５Ａは、例えばｉ線等の波長域の検出光を発生する高輝度の発光ダイオード（ＬＥＤ）よりなる光源３７Ａと、光源３７Ａからの検出光で指標マーク３４Ａをケーラー照明するコレクタレンズ３８Ａと、検出光の光路を指標マーク３４Ａ側に折り曲げるミラー３９Ａとを備えている。照明系３５Ａと対称に、照明系３５Ｂは、光源３７Ｂ、コレクタレンズ３８Ｂ、及びミラー３９Ｂを備えている。
【００３６】
指標マーク３４Ａ，３４Ｂの周囲を透過した検出光は、コンデンサレンズ４０Ａ，４０Ｂを介して第２ＭＡマーク１７Ａ，１７Ｂを照明する。コンデンサレンズ４０Ａ，４０Ｂによって、指標マーク３４Ａ，３４Ｂの形成面と第２ＭＡマーク１７Ａ，１７Ｂの形成面とは共役な位置関係に設定される。
また、第１マスクステージＭＳＴ１の上面に、支持部材３２Ａを介して、第２ＭＡマーク１７Ａ及び１７Ｂを透過した検出光によって、それぞれ指標マーク３４Ａ，３４Ｂ及び第２ＭＡマーク１７Ａ，１７Ｂの像を撮像する撮像系３６Ａ及び３６Ｂが固定されている。撮像系３６Ａは、第１対物レンズ４１Ａと、第２対物レンズ４２Ａと、例えばＣＣＤ型（又はＭＯＳ型等でもよい）の２次元の撮像素子４３Ａとを備えている。
【００３７】
撮像系３６Ａと同じく、撮像系３６Ｂは、第１対物レンズ４１Ｂと、第２対物レンズ４２Ｂと、撮像素子４３Ｂとを備えている。対物レンズ４１Ａ，４１Ｂは、それぞれ第２ＭＡマーク１７Ａ，１７Ｂから発する検出光を平行光束として射出させる無限遠補正光学系である。撮像素子４３Ａ及び４３Ｂでは、それぞれ図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、指標マーク３４Ａ，３４Ｂの像３４ＡＰ，３４ＢＰ及び第２ＭＡマーク１７Ａ，１７Ｂの像１７ＡＰ，１７ＢＰを重ねて撮像する。撮像素子４３Ａ，４３Ｂの撮像信号はアクチュエータ制御系２４に供給される。アクチュエータ制御系２４内の信号処理部は、その撮像信号を処理して指標マークの像３４ＡＰ，３４ＢＰに対する第２ＭＡマークの像１７ＡＰ，１７ＢＰのＸ方向、Ｙ方向の位置ずれ量を求め、この位置ずれ量及び指標マーク３４Ａ，３４Ｂの既知の間隔の情報から例えば第２ＭＡマーク１７Ａに対する第２ＭＡマーク１７ＢのＸ方向、Ｙ方向への距離の、目標値からの位置ずれ量（ΔＭＸ１，ΔＭＹ１）を求める。指標マーク３４Ａ，３４Ｂが形成されたガラス基板３３、照明系３５Ａ，３５Ｂ、コンデンサレンズ４０Ａ，４０Ｂ、及び撮像系３６Ａ，３６Ｂを含んでアライメント系３１Ａが構成されている。
【００３８】
同様に、図４（Ａ）の＋Ｘ方向のアライメント系３１Ｂの撮像系からの撮像信号から、アクチュエータ制御系２４内の信号処理部は、マスクＭＡ１の第２ＭＡマーク１８Ａに対するマスクＭＡ２の第２ＭＡマーク１８ＢのＸ方向、Ｙ方向への距離の、目標値からの位置ずれ量（ΔＭＸ２，ΔＭＹ２）を求める。これら２組の位置ずれ量から、その信号処理部は、マスクＭＡ１のパターンに対するマスクＭＡ２のパターンのＸ方向、Ｙ方向の位置ずれ量及びθｚ方向の回転角（相対配置）の目標値からのずれ量を求めることができる。
【００３９】
次に、図６（Ａ）は、マスクＭＡ１，ＭＡ２を保持するマスクステージＭＳＴ１，ＭＳＴ２を示し、図６（Ｂ）は、マスクＭＡ１，ＭＡ２のパターンの拡大像が転写されるプレートＰＴを示す。図６（Ｂ）において、プレートＰＴの表面は、Ｙ方向に２面のパターン転写領域ＥＰ１，ＥＰ２に区分されている。また、第１のパターン転写領域ＥＰ１は、Ｙ方向にそれぞれ図６（Ａ）のマスクＭＡ１，ＭＡ２の部分パターン領域Ａ１，Ｂ１〜Ａ４，Ｂ４のパターンの拡大像が所定幅の継ぎ部を挟んで継ぎ合わせてＹ方向に倒立して露光される部分転写領域５４Ａ〜５４Ｈに区分されている。第２のパターン転写領域ＥＰ２も、同様にＹ方向に８個の部分転写領域に区分されている。また、パターン転写領域ＥＰ１，ＥＰ２内の継ぎ部に対応して、マスクＭＡ１，ＭＡ２の部分パターン領域Ａ１，Ｂ１〜Ａ４，Ｂ４のＹ方向の端部には重複して同じパターンが形成されている。
【００４０】
以下、本実施形態の露光装置１００の露光動作の一例につき説明する。以下の露光動作は主制御系２３によって制御される。
先ず、不図示のマスク搬送系によって、マスクステージＭＳＴ１，ＭＳＴ２上にマスクＭＡ１，ＭＡ２が搬送される。次に、マスクＭＡ１，ＭＡ２のアライメントを行うために、一例として投影光学系ＰＬ１の露光領域ＥＦ１にプレートステージＰＳＴ上の空間像計測系５３の受光面を移動する。なお、その受光面の実際のＺ方向の位置はプレートＰＴの表面と同じ高さである。そして、第１マスクステージＭＳＴ１をＸ方向、Ｙ方向に移動して、図６（Ａ）において、照明領域ＩＦ１をマスクＭＡ１の部分パターン領域Ａ１の両端部の第１ＭＡマーク１５Ａ，１５Ｂ及び１５Ｃ，１５Ｄを含む領域に順次移動する。そして、これらのマークの投影光学系ＰＬ１による像の位置を空間像計測系５３で計測する。
【００４１】
さらに、投影光学系ＰＬ３の露光領域ＥＦ３に空間像計測系５３の受光面を移動し、照明領域ＩＦ３をマスクＭＡ２の部分パターン領域Ａ３の両端部の第１ＭＡマーク１６Ａ，１６Ｂ及び１６Ｃ，１６Ｄを含む領域に順次移動する。そして、これらのマークの投影光学系ＰＬ３による像の位置を空間像計測系５３で計測する。なお、例えば部分パターン領域Ａ１，Ｂ１〜Ａ４，Ｂ４内のパターンの描画誤差を計測する場合には、他の部分パターン領域Ｂ１〜Ｂ２，Ｂ３〜Ｂ４の端部の第１ＭＡマーク１５Ａ〜１５Ｄ，１６Ａ〜１６Ｄの像の位置も計測する。また、その描画誤差は、別途計測しておき、主制御系２３の記憶装置に記憶しておいてもよい。
【００４２】
これらのマスクＭＡ１の第１ＭＡマーク１５Ａ〜１５Ｄ及びマスクＭＡ２の第１ＭＡマーク１６Ａ〜１６Ｄの像の位置の計測結果に基づいて、主制御系２３は、マスクＭＡ１のパターンに対するマスクＭＡ２のパターンのＸ方向、Ｙ方向の位置ずれ量及びθｚ方向の回転角（相対配置情報）の目標値からのずれ量を求めることができる。このずれ量の情報はアクチュエータ制御系２４に供給され、アクチュエータ制御系２４は、そのずれ量を補正するように、アクチュエータ２５Ｘ，２５Ｙ１，２５Ｙ２を介して第１マスクステージＭＳＴ１に対する第２マスクステージＭＳＴ２の位置及び回転角を補正する。さらに、マスクＭＡ１，ＭＡ２のパターンの描画誤差を計測した場合には、その描画誤差の情報が主制御系２３に供給される。これによって、マスクアライメントが完了する。このマスクアライメントは、マスクＭＡ１，ＭＡ２の交換時に１回行うのみでよい。
【００４３】
そのマスクアライメントが完了した時点で、第２ＭＡマーク１７Ａ，１７Ｂ及び１８Ａ，１８ＢＡがアライメント系３１Ａ及び３１Ｂの撮像視野内に配置されている。そこで、アライメント系３１Ａ，３１Ｂによって、マスクＭＡ１の第２ＭＡマーク１７Ａ，１８ＡとマスクＭＡ２の第２ＭＡマーク１７Ｂ，１８Ｂとの位置ずれ量を計測し、この計測値からアクチュエータ制御系２４の信号処理部でマスクＭＡ１のパターンに対するマスクＭＡ２のパターンのＸ方向、Ｙ方向の位置ずれ量の初期値＜ΔＭ１２Ｘ，ΔＭ１２Ｙ＞及びθｚ方向の回転角の初期値＜ΔＭ１２θ＞を求める。この初期値が、マスクＭＡ１のパターンに対するマスクＭＡ２のパターンの相対配置の目標値の初期値となる。
【００４４】
次に、図２のプレートステージＰＳＴ上に露光対象のプレートＰＴを載置する。そして、プレートステージＰＳＴを駆動してプレートＰＴをＸ方向、Ｙ方向に移動しながら、プレートアライメント系ＡＬＧによって、パターン転写領域ＥＰ１，ＥＰ２の複数（例えば４個）のアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２の位置を計測する。この計測結果より主制御系２３は、マスクＭＡ１，ＭＡ２の部分パターン領域Ａ１〜Ｂ４のパターンの像と、プレートＰＴのパターン転写領域ＥＰ１，ＥＰ２の部分転写領域５４Ａ〜５４Ｈとの位置関係を認識する。なお、例えばプレートＰＴの２層目以降に露光を行う場合、アライメントマークＡＭ１，ＡＭ２の位置の計測結果より、パターン転写領域ＥＰ１，ＥＰ２内にそれまでの工程で形成されているパターンのスケーリング（線形伸縮）、及び台形状の歪等の非線形な歪等を計測することも可能である。
【００４５】
この後は、マスクＭＡ１，ＭＡ２の部分パターン領域Ａ１〜Ｂ４のパターンの像が、プレートＰＴのパターン転写領域ＥＰ１（ＥＰ２）の部分転写領域５４Ａ〜５４Ｈに正確に露光されるように走査露光が行われる。
また、例えばプレートＰＴのパターン転写領域ＥＰ１，ＥＰ２にＹ方向のスケーリング等が生じているときには、それに合わせてマスクＭＡ１，ＭＡ２のＹ方向の間隔等を調整しておいてもよい。この場合には、その間隔の調整量だけ、上記の相対配置の目標値の初期値＜ΔＭ１２Ｘ，ΔＭ１２Ｙ，ΔＭ１２θ＞のＹ成分を補正して、相対配置がその補正後の初期値になるようにアクチュエータ２５Ｙ１，２５Ｙ２を駆動すればよい。
【００４６】
主制御系２３では、マスクＭＡ１，ＭＡ２のパターンの像がプレートＰＴのパターン転写領域ＥＰ１（ＥＰ２）の部分転写領域５４Ａ〜５４Ｈに正確に露光されるように、上記のマスクアライメントの結果（マスクＭＡ１，ＭＡ２の描画誤差を含む）及びプレートＰＴのアライメントの結果を用いて、第１マスクステージＭＳＴ１の走査方向（Ｘ方向）の位置、即ち照明領域ＩＦ１〜ＩＦ４とマスクＭＡ１，ＭＡ２とのＸ方向の相対位置に対して、マスクＭＡ１とマスクＭＡ２との相対配置の目標値のＸ、Ｙ、θｚ成分＜ΔＭ１２Ｘ（Ｘ，Ｙ），ΔＭ１２Ｙ（Ｘ，Ｙ），ΔＭ１２θ（Ｘ，Ｙ）＞を求める。この目標値の初期値は上記の＜ΔＭ１２Ｘ，ΔＭ１２Ｙ，ΔＭ１２θ＞である。この相対配置の目標値の情報は、所定の時間間隔で主制御系２３からアクチュエータ制御系２４に供給される。
【００４７】
そして、図２及び図６（Ａ）に示すように、第１マスクステージＭＳＴ１を介してマスクＭＡ１，ＭＡ２を−Ｘ方向に速度Ｖ／Ｍ（Ｍは投影倍率）で移動して、照明光が照射される照明領域ＩＦ１〜ＩＦ４をマスクＭＡ１，ＭＡ２の奇数番目の部分パターン領域Ａ１〜Ａ４に対して＋Ｘ方向に相対走査する。これに同期して、図２及び図６（Ｂ）に示すように、プレートステージＰＳＴを介してプレートＰＴを−Ｘ方向に速度Ｖで移動して、露光領域ＥＦ１〜ＥＦ４をパターン転写領域ＥＰ１の奇数番目の部分転写領域５４Ａ，５４Ｃ，５４Ｅ，５４Ｇに対して＋Ｘ方向に相対走査する。これによって、パターン転写領域ＥＰ１の部分転写領域５４Ａ，５４Ｃ，５４Ｅ，５４Ｇにそれぞれ部分パターン領域Ａ１〜Ａ４のパターンの像（Ｙ方向に倒立した像）が走査露光される。
【００４８】
この走査露光中に、アクチュエータ制御系２４では、アライメント系３１Ａ，３１Ｂによって計測されるマスクＭＡ１，ＭＡ２の相対配置が、上記の主制御系２３から供給される目標値＜ΔＭ１２Ｘ（Ｘ，Ｙ），ΔＭ１２Ｙ（Ｘ，Ｙ），ΔＭ１２θ（Ｘ，Ｙ）＞となるように、ダイナミック制御によってアクチュエータ２５Ｘ，２５Ｙ１，２５Ｙ２を駆動する。これによって、マスクＭＡ１，ＭＡ２の部分パターン領域Ａ１〜Ａ４のパターンがパターン転写領域ＥＰ１の部分転写領域５４Ａ〜５４Ｇに高精度に転写される。この際に、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４の倍率補正機構ＡＤ１１及び像シフト補正機構ＡＤ１２による倍率補正及び像シフトも行うことによって、マスクＭＡ１，ＭＡ２のパターンがより高精度にプレートＰＴ上に転写される。
【００４９】
また、プレートＰＴ上の部分転写領域５４Ａ〜５４ＧのＹ方向の境界部は、台形状の露光領域ＥＦ１〜ＥＦ４の斜辺部で次の２回目の走査露光時に重ねて露光されるため、継ぎ誤差が低減される。
その後、図７（Ａ）に示すように、第１マスクステージＭＳＴ１を介してマスクＭＡ１，ＭＡ２を投影光学装置ＰＬに対して＋Ｙ方向に、部分パターン領域Ａ１，Ｂ１の中心のＹ方向の幅だけ移動する。これとほぼ同時に、プレートステージＰＳＴを介して図７（Ｂ）に示すように、プレートＰＴを投影光学装置ＰＬに対して＋Ｙ方向に、部分転写領域５４Ａ，５４Ｂの中心のＹ方向の幅（本実施形態では部分パターン領域Ａ１，Ｂ１の中心のＹ方向の幅に等しい）だけ移動する。なお、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、及び図２において、１回目の走査露光で露光されるマスクＭＡ１，ＭＡ２のパターン及びプレートＰＴ上の転写領域に斜線が施されている。
【００５０】
次に、図７（Ａ）に示すように、第１マスクステージＭＳＴ１を介してマスクＭＡ１，ＭＡ２を＋Ｘ方向に速度Ｖ／Ｍで移動して、照明光が照射される照明領域ＩＦ１〜ＩＦ４をマスクＭＡ１，ＭＡ２の偶数番目の部分パターン領域Ｂ１〜Ｂ４に対して軌跡ＴＭ１で示す−Ｘ方向に相対走査する。これに同期して、図７（Ｂ）に示すように、プレートステージＰＳＴを介してプレートＰＴを＋Ｘ方向に速度Ｖで移動して、露光領域ＥＦ１〜ＥＦ４をパターン転写領域ＥＰ１の偶数番目の部分転写領域５４Ｂ，５４Ｄ，５４Ｆ，５４Ｈに対して軌跡ＴＰ１で示す−Ｘ方向に相対走査する。これによって、パターン転写領域ＥＰ１の部分転写領域５４Ｂ，５４Ｄ，５４Ｆ，５４ＨにそれぞれマスクＭＡ１，ＭＡ２の部分パターン領域Ｂ１〜Ｂ４のパターンの像が転写される。
【００５１】
この走査露光中にも、アクチュエータ制御系２４では、アライメント系３１Ａ，３１Ｂによって計測されるマスクＭＡ１，ＭＡ２の相対配置が、主制御系２３から供給される目標値＜ΔＭ１２Ｘ（Ｘ，Ｙ），ΔＭ１２Ｙ（Ｘ，Ｙ），ΔＭ１２θ（Ｘ，Ｙ）＞となるように、ダイナミック制御によってアクチュエータ２５Ｘ，２５Ｙ１，２５Ｙ２を駆動する。これによって、部分パターン領域Ｂ１〜Ｂ４のパターンがパターン転写領域ＥＰ１の部分転写領域５４Ｂ，５４Ｄ，５４Ｆ，５４Ｈに高精度に転写される。
【００５２】
その後、例えば第１マスクステージＭＳＴ１を介してマスクＭＡ１，ＭＡ２の部分パターン領域Ａ１〜Ａ４の手前を照明領域ＩＦ１〜ＩＦ４に合わせた後、プレートＰＴ上のパターン転写領域ＥＰ２に対して露光領域ＥＦ１〜ＥＦ４の相対的な軌跡ＴＰ２で示すように、上記の１回目の走査露光、第１マスクステージＭＳＴ１及びプレートステージＰＳＴのＹ方向への移動、及び２回目の走査露光を行う。これによって、パターン転写領域ＥＰ２にもマスクＭＡ１，ＭＡ２のパターンの像が転写される。その後、プレートステージＰＳＴ上のプレートを交換して露光が繰り返される。
【００５３】
本実施形態の作用効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態のマスク用のステージ装置は、マスクＭＡ１を保持してＸ方向（走査方向）へ移動する第１マスクステージＭＳＴ１と、マスクＭＡ２を保持するとともに第１マスクステージＭＳＴ１に移動可能に載置される第２マスクステージＭＳＴ２と、マスクＭＡ１のパターンとマスクＭＡ２のパターンとのＸ方向、Ｙ方向の相対位置及びθｚ方向の相対回転角の情報を含む相対配置情報を検出するアライメント系３１Ａ，３１Ｂ（配置検出装置）とを備えている。さらに、アクチュエータ制御系２４及びアクチュエータ２５Ｘ，２５Ｙ１，２５Ｙ２（位置調整機構）を含む制御機構を備え、この制御機構によって、アライメント系３１Ａ，３１Ｂの検出結果に基づいて第１マスクステージＭＳＴ１に対する第２マスクステージＭＳＴ２のＸ方向、Ｙ方向の相対位置及びθｚ方向の相対回転角（ステージ配置）を調整し、マスクＭＡ１とマスクＭＡ２との相対配置を制御している。
【００５４】
従って、従来大型マスクに設けられるパターンをマスクＭＡ１，ＭＡ２に分割して設けることで、マスクの大型化を抑制することができるとともに、そのパターン全体を、大型マスクを用いる場合と同様に露光処理（走査露光）等に供することができる。
また、マスクの大型化が抑制できることで、大型マスクを使用する場合に比べて、製造誤差や自重撓み等の影響を低減することができ、マスクの平面度を向上させることができる。さらに、各マスクＭＡ１，ＭＡ２は既存の小型のマスク製造設備を用いて製造できるため、マスクの製造コストの高騰を抑制することができる。
【００５５】
なお、その制御機構は、マスクＭＡ１，ＭＡ２のパターンのＸ方向、Ｙ方向の相対位置及びθｚ方向の相対回転角のうち少なくとも一つの情報（相対配置情報）を用いて、マスクステージＭＳＴ１に対するマスクステージＭＳＴ２のＸ方向、Ｙ方向の相対位置及びθｚ方向の相対回転角の少なくとも一つ（ステージ配置）を調整してもよい。
（２）また、その制御機構は、走査露光中に、第１マスクステージＭＳＴ１の走査方向の位置（移動位置）とアライメント系３１Ａ，３１Ｂの検出結果とに基づいて、そのステージ配置を調整している。
【００５６】
このように、第１マスクステージＭＳＴ１の走査中（つまり走査露光中）に、マスクＭＡ１，ＭＡ２の相対配置をダイナミックに制御することによって、マスクＭＡ１，ＭＡ２間の描画誤差（マスク間のパターン及び／又はマークの寸法誤差の差分）の影響を補正（抑制）できる。
例えば本実施形態のようにマスクを２分割した場合、各マスクＭＡ１，ＭＡ２での許容描画誤差の大きさをＥｒとすると、マスク間の相対誤差の大きさは最大で２Ｅｒとなる。そこで、このようなマスク分割に起因する相対描画誤差の影響を排除するためにダイナミック制御が有効である。なお、本実施形態のように投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４が拡大系の場合、マスク上の描画誤差がプレートＰＴ上で拡大される（Ｍ倍される）ため、露光精度（線幅精度等）がこれまでと同等以上の場合、これまで以上にマスク描画誤差を抑制する必要があり、この点でもダイナミック制御が有効である。
【００５７】
さらに、プレートアライメント系ＡＬＧによって計測されるプレートＰＴ上の前のレイヤ（例えば第１レイヤ等）のパターンの線形誤差及び非線形誤差に対応させて、マスクＭＡ１，ＭＡ２の相対配置をダイナミックに制御することによって、プレートＰＴ上の非線形誤差等の影響を補正（抑制）でき、重ね合わせ精度を向上できる。
（３）また、図４（Ｂ）のアライメント系３１Ａは、第１マスクステージＭＳＴ１に設けられた第１対物レンズ４１Ａ，４１Ｂ（光学部材）を含み、第１対物レンズ４１Ａ，４１Ｂを介した検出光を用いてマスクＭＡ１，ＭＡ２の相対配置を検出している。
【００５８】
これによって、走査露光中に第１マスクステージＭＳＴ１を移動しているときに、その相対配置を常時検出できる。
（４）また、アライメント系３１Ａ，３１Ｂは、マスクＭＡ１の第２ＭＡマーク１７Ａ，１８Ａ（第１マーク）とマスクＭＡ２の第２ＭＡマーク１７Ｂ，１８Ｂ（第２マーク）との相対位置を検出している。しかしながら、アライメント系３１Ａ，３１Ｂと同等のアライメント系によって、マスクＭＡ１のマーク及びマスクＭＡ２のマークにおける少なくとも一方を複数用いた複数の組み合せに対してその相対位置を検出してもよい。
【００５９】
この場合、例えばマスクＭＡ１の１つのマークについて、マスクＭＡ２の２つのマークとの相対位置情報を検出することでマスクＭＡ１，ＭＡ２間の相対配置（相対位置及び相対角度）が検出される。このようにマスクＭＡ１の１つのマークと、マスクＭＡ２の２つのマークとを検出する際には、（ａ）少なくとも一方のマスクＭＡ２のマークを２次元計測すること、及び（ｂ）３つのマークが同一直線上に並んでいないこと、が必要となる。
【００６０】
（５）また、アライメント系３１Ａは、指標マーク３４Ａ，３４Ｂが形成されたガラス基板３３（指標部材）を含み、アライメント系３１Ａは、指標マーク３４Ａ，３４Ｂに対する第２ＭＡマーク１７Ａ，１７Ｂの各相対位置を検出し、この検出結果に基づいてマスクＭＡ１，ＭＡ２の相対配置を求めている。従って、例えばアライメント系３１Ａの撮像素子４３Ａ，４３Ｂの位置が僅かに変動するような場合でも、高精度にマスクＭＡ１，ＭＡ２の相対配置を求めることができる。
【００６１】
なお、このように第２ＭＡマーク１７Ａ，１７Ｂに対応してそれぞれ指標マーク３４Ａ，３４Ｂを設けるのではなく、例えばガラス基板３３上に一つの指標マークのみを形成しておき、この指標マークの像を所定の分岐光学系を介して第２ＭＡマーク１７Ａ，１７Ｂ上に投影してもよい。
（６）また、アライメント系３１Ａは、第１マスクステージＭＳＴ１に設けられて第２ＭＡマーク１７Ａ，１７Ｂにそれぞれ対向配置される第１対物レンズ（対物レンズ系）４１Ａ，４１Ｂと、第１対物レンズ４１Ａ，４１Ｂを介した検出光を集光して第２ＭＡマーク１７Ａ，１７Ｂの観察像を形成する第２対物レンズ（集光レンズ系）４２Ａ，４２Ｂと、その観察像を撮像する撮像素子４３Ａ，４３Ｂとを含んでいる。また、第２対物レンズ４２Ａ，４２Ｂ及び撮像素子４３Ａ，４３Ｂは第１マスクステージＭＳＴ１に支持され、第１対物レンズ４１Ａ，４１Ｂは無限遠補正光学系である。
【００６２】
なお、本実施形態のように、第１対物レンズ４１Ａ，４１Ｂからの光束により第１マスクステージＭＳＴ１に支持された撮像素子４３Ａ，４３Ｂで個別にマーク像を検出する場合には、第１対物レンズ４１Ａ，４１Ｂは、必ずしも無限遠補正光学系でなくともよい。
（７）また、アライメント系３１Ａの照明系３５Ａ，３５Ｂは透過照明であるが、照明系３５Ａ，３５Ｂ（又はこれらの少なくとも一方）を落射照明系として、撮像系３６Ａ，３６Ｂを第１マスクステージＭＳＴ１の底面側に配置してもよい。
【００６３】
（８）また、マスクステージＭＳＴ１，ＭＳＴ２は、マスクＭＡ１，ＭＡ２に設けられた短冊状の部分パターン領域Ａ１〜Ｂ４の長手方向を走査方向（Ｘ方向）と平行（略平行の場合も含まれる）にしてマスクＭＡ１，ＭＡ２を保持している。従って、各走査露光においてマスクステージＭＳＴ１，ＭＳＴ２をＸ方向にのみ移動させることで各部分パターン領域Ａ１〜Ｂ４のパターンをプレートＰＴ上に転写させることができ、容易に露光制御することができる。
【００６４】
なお、各マスクＭＡ１，ＭＡ２に形成される部分パターン領域Ａ１〜Ｂ４の個数は任意であり、マスクＭＡ１，ＭＡ２に形成される部分パターン領域の個数が互いに異なってもよい。さらに、マスクＭＡ１，ＭＡ２にそれぞれ１つの部分パターン領域を形成するのみでもよい。
（９）また、本実施形態では、プレートＰＴのパターン転写領域ＥＰ１，ＥＰ２に転写されるパターンを２つのマスクＭＡ１，ＭＡ２に分割して形成しているが、そのパターンを３個以上のマスクに分割して形成してもよい。この場合には、第１マスクステージＭＳＴ１で第１のマスクが保持され、第１マスクステージＭＳＴ１上にそれぞれマスク（第２、第３のマスク等）を保持する複数の第２マスクステージが移動可能に載置され、各第２マスクステージに対してアライメント系３１Ａ，３１Ｂと同様のアライメント系、及びアクチュエータ２５Ｘ，２５Ｙ２，２５Ｙ２と同様の調整機構が設けられる。これによって、各マスクをさらに小型化できる。
【００６５】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態につき図８及び図９を参照して説明する。本実施形態の露光装置は図１の露光装置１００をもとに、アライメント系３１Ａ，３１Ｂの代わりにアライメント系３１Ｃ，３１Ｄを用いる点が異なっている。以下、図８（Ａ）、図８（Ｂ）及び図９（Ａ）において、図４（Ａ）、図４（Ｂ）及び図５（Ａ）、図５（Ｂ）に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６６】
図８（Ａ）は、本実施形態のマスクステージＭＳＴ１，ＭＳＴ２上のマスクＭＡ１，ＭＡ２を示す平面図、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の第２ＭＡマーク１９Ａ，１７Ｂの中心を通る直線に沿う断面図である。本実施形態では、マスクＭＡ１の−Ｙ方向の端部に、第２ＭＡマーク１７Ａ，１８Ａの代わりに、第２ＭＡマーク１９Ａ，１９Ｂが形成されている。第２ＭＡマーク１９Ａ，１９Ｂは、第２ＭＡマーク１７Ｂ，１８Ｂよりも小さく線幅が広い正方形の枠状のマークとされている。
【００６７】
そして、第１マスクステージＭＳＴ１に対して支持部材３２Ａ，３２Ｂを介して、第２ＭＡマーク１９Ａ，１９Ｂと第２ＭＡマーク１７Ｂ，１８Ｂとの相対位置を計測する同一のアライメント系３１Ｃ，３１Ｄが設けられている。
図８（Ｂ）において、アライメント系３１Ｃは、指標マーク３４Ａ，３４Ｂが形成されたガラス基板３３と、照明系３５Ａ，３５Ｂと、指標マーク３４Ａ，３４Ｂの像を第２ＭＡマーク１９Ａ，１７Ｂ上に投影するコンデンサレンズ４０Ａ，４０Ｂと、第２ＭＡマーク１９Ａ，１７Ｂからの検出光から指標マーク３４Ａ，３４Ｂ及び第２ＭＡマーク１９Ａ，１７Ｂの像を重ねて形成する撮像系３６Ｃとを備えている。撮像系３６Ｃは、第２ＭＡマーク１９Ａ，１７Ｂからの検出光を平行光束にする第１対物レンズ４１Ａ，４１Ｂと、第１対物レンズ４１Ａからの平行光束を−Ｙ方向に折り曲げるミラー３９Ｃと、ミラー３９Ｃからの光束と第１対物レンズ４１Ｂからの光束とを合成するハーフミラー４４と、その合成された光束から図９に示す指標マーク３４Ａ，３４Ｂの像３４ＡＰ，３４ＢＰと、第２ＭＡマーク１９Ａ，１７Ｂの像１９ＡＰ，１７ＢＰとを重ねて形成する第２対物レンズ４２Ｂと、その像を撮像する２次元の撮像素子４３Ａとを備えている。第１対物レンズ４１Ａ，４１Ｂが無限遠補正光学系であるため、第２ＭＡマーク１９Ａ，１７Ｂから撮像素子４３Ａまでの光路長が異なっていても、撮像素子４３Ａの撮像面には、指標マーク３４Ａ，３４Ｂ及び第２ＭＡマーク１９Ａ，１７Ｂの像が同時に高解像度で形成される。撮像素子４３Ａの撮像信号はアクチュエータ制御系２４に供給される。
【００６８】
アクチュエータ制御系２４は、１つの撮像素子４３Ａの撮像信号から２つの指標マーク３４Ａ，３４Ｂの像と２つの第２ＭＡマーク１９Ａ，１７Ｂとのそれぞれの位置ずれ量、ひいては第２ＭＡマーク１９Ａ，１７Ｂの位置関係を求めることができる。同様に、アライメント系３１Ｄの撮像信号から第２ＭＡマーク１９Ｂ，１８Ｂの位置関係を求めることができるため、アクチュエータ制御系２４はマスクＭＡ１，ＭＡ２の相対位置及び相対回転角を求めることができる。この他の構成及び動作は第１の実施形態と同様である。
【００６９】
本実施形態によれば、アライメント系３１Ｃの撮像素子４３Ａが１つでよいため、アライメント系３１Ｃの構成を簡略化できる。
なお、本実施形態においては、図９（Ａ）に示すように、撮像面に第２ＭＡマーク１９Ａ，１７Ｂの像１９ＡＰ，１７ＢＰが同時に形成されるため、指標マーク３４Ａ，３４Ｂを省略することも可能である。この場合には、例えば図８（Ａ）のマスクＭＡ１，ＭＡ２の第１ＭＡマーク１５Ａ〜１５Ｄ，１６Ａ〜１６Ｄの像の検出結果に基づいて行われるマスクアライメントの直後に、図９（Ａ）の像１９ＡＰ，１７ＢＰのＸ方向、Ｙ方向の相対位置を初期値として記憶し、この後はその初期値にマスクの描画誤差等を加えた補正値になるように、マスクＭＡ１，ＭＡ２の相対位置を制御してもよい。
【００７０】
また、本実施形態において、例えば図１０（Ｂ）の第１変形例のアライメント系３１Ｃの撮像系３６Ｅで示すように、ハーフミラー４４で合成された光束を−Ｘ方向に折り曲げるミラー３９Ｄを設けてもよい。この場合、図１０（Ａ）の平面図で示すように、ミラー３９Ｄから−Ｘ方向に反射された平行光束を、第１マスクステージＭＳＴ１とは別のフレーム機構（不図示）に支持された第２対物レンズ４２Ｂ及び撮像素子４３Ａで受光する。これはアライメント系３１Ｄにおいても同様である。なお、第２対物レンズ４２Ｂは、第１マスクステージＭＳＴ１のＹ方向の移動量に応じた有効径を有している。この変形例によれば、第１マスクステージＭＳＴ１を軽量化できる。
【００７１】
また、図８（Ｂ）の実施形態の第２変形例として、図１１（Ａ）のアライメント系３１Ｃの撮像系３６Ｇで示すように、ハーフミラー４４で合成された２組の光束のうち、第１組の光束をＸ方向に対応する方向に配列された複数の画素を有する１次元のラインセンサ４３ＸＡで受光し、第２組の光束をＹ方向に対応する方向に配列された複数の画素を有する１次元のラインセンサ４３ＹＡで受光してもよい。この場合、ラインセンサ４３ＸＡでは図１１（Ｂ）の画像のうちのＸ方向に細長い領域４３Ｘｆの画像を撮像信号に変換し、ラインセンサ４３ＹＡでは図１１（Ｂ）の画像のうちのＹ方向に細長い領域４３Ｙｆの画像を撮像信号に変換し、これらの撮像信号をアクチュエータ制御系２４に供給する。アクチュエータ制御系２４では、それらの撮像信号を処理して第２ＭＡマーク１９Ａ，１７Ｂの相対位置を求めることができる。
【００７２】
この変形例によれば、ラインセンサ４３ＸＡ，４３ＹＡは高速処理が可能であるため、マスクＭＡ１，ＭＡ２間の相対位置及び相対回転角の制御を高速に行うことができる。
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態につき図１２を参照して説明する。本実施形態では、マスクＭＡ１，ＭＡ２間の相対位置及び相対回転角を計測するためにレーザ干渉計を用いる。以下、図１２において、図１及び図４（Ａ）に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７３】
図１２は、本実施形態のマスクステージＭＳＴ１，ＭＳＴ２上のマスクＭＡ１，ＭＡ２を示す平面図である。図１２において、第１マスクステージＭＳＴ１上のマスクＭＡ１の＋Ｙ方向及び−Ｘ方向の近傍に、Ｙ軸の移動鏡５０Ｙ及びＸ軸の移動鏡５０Ｘが固定されている。そして、移動鏡５０ＹにＹ軸に平行に計測用ビームを照射するＹ軸のレーザ干渉計２２Ｙと、移動鏡５０ＸにＸ軸に平行に計測用ビームを照射するＹ方向に所定間隔で配置されたＸ軸の２つのレーザ干渉計２２ＸＡ，２２ＸＢとが不図示のフレーム機構に配置されている。なお、第１マスクステージＭＳＴ１のＹ方向（走査方向に直交する方向）の移動量が少ない場合には、移動鏡５０Ｘの代わりにレトロリフレクタ（３面反射ミラー）６０Ａ及び６０Ｂを第１マスクステージＭＳＴ１に設置してもよい。
【００７４】
レーザ干渉計２２ＸＡ，２２ＸＢ及び２２Ｙは、それぞれ例えば投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４を支持する部材（不図示）に設けられた参照鏡６１ＸＡ，６１ＸＢ及び６１Ｙを基準として、移動鏡５０ＸのＸ方向の位置、及び移動鏡５０ＹのＹ方向の位置を計測する。これらの計測値から得られる第１マスクステージＭＳＴ１のＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角の情報は、第１マスクステージＭＳＴ１の動作を制御する主制御系（不図示）及びアクチュエータ制御系２４Ａに供給される。
【００７５】
また、第２マスクステージＭＳＴ２上のマスクＭＡ２の−Ｙ方向及び−Ｘ方向の近傍に、ほぼＸＺ面に平行な反射面を有する小型のＹ軸の移動鏡６４Ｙ及びＸ軸の移動鏡６４Ｘが固定されている。また、Ｙ方向に所定間隔で配置されて移動鏡６４ＸにＸ軸に平行に計測用ビームを照射するＸ軸の２つのレーザ干渉計５５ＸＡ，５５ＸＢが不図示のフレーム機構に配置されている。レーザ干渉計５５ＸＡ，５５ＸＢは、それぞれ例えば投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４を支持する部材（不図示）に設けられた参照鏡６２ＸＡ，６２ＸＢを基準に移動鏡６４ＸのＸ方向の位置を計測する。これらの計測値はアクチュエータ制御系２４に供給される。これらの計測値から第２マスクステージＭＳＴ２のＸ方向の位置、及びθｚ方向の回転角を求めることができる。なお、第１マスクステージＭＳＴ１（ひいては第２マスクステージＭＳＴ２）のＹ方向の移動量が少ない場合には、移動鏡６４Ｘの代わりにレトロリフレクタ６０Ｃ及び６０Ｄを第２マスクステージＭＳＴ２に設置してもよい。
【００７６】
また、第２マスクステージＭＳＴ２の−Ｙ方向の側面にＸ軸に沿って、偏光状態が異なる計測用ビームと参照ビームとが合成されたレーザビームを照射するレーザ干渉計５５Ｙが不図示のフレーム機構に支持されている。さらに、移動鏡６４Ｙの近傍の第１マスクステージＭＳＴ１の段差部ＣＡ上にほぼＹＺ面に平行な反射面を持つ参照鏡６４ＹＲが固定されている。そして、段差部ＣＡ上に固定された取り付け部材５６上に、レーザ干渉計５５ＹからのレーザビームをＹ軸に平行に移動鏡６４Ｙに向かう計測用ビームとＸ軸に平行に参照鏡６４ＹＲに向かう参照ビームとに分離する偏光ビームスプリッタ５７と、レーザビームを偏光ビームスプリッタ５７側に反射するミラー５８とが固定されている。この場合、移動鏡６４Ｙで反射された計測用ビームと参照鏡６４ＹＲで反射された参照ビームとは、偏光ビームスプリッタ５７で合成されてレーザ干渉計５５Ｙに戻される。レーザ干渉計５５Ｙは、第１マスクステージＭＳＴ１上の参照鏡６４ＹＲを基準として、第２マスクステージＭＳＴ２上の移動鏡６４ＹのＹ方向の相対位置ΔＬＢＹを計測し、この計測結果をアクチュエータ制御系２４Ａに供給する。
【００７７】
なお、マスクＭＡ１，ＭＡ２の部分パターン領域Ｂ１〜Ｂ４のパターンを露光するために、第１マスクステージＭＳＴ１を＋Ｙ方向に移動したときには、レーザ干渉計５５Ｙからのレーザビームは、ミラー５８で反射されて偏光ビームスプリッタ５７に入射する。そして、移動鏡６４Ｙ及び参照鏡６４ＹＲからのビームは、偏光ビームスプリッタ５７及びミラー５８を介してレーザ干渉計５５Ｙに戻される。
【００７８】
また、アクチュエータ制御系２４Ａは、レーザ干渉計２２ＸＡ，２２ＸＢの計測値とレーザ干渉計５５ＸＡ，５５ＸＢの計測値との差分から、第１マスクステージＭＳＴ１に対する第２マスクステージＭＳＴ２のＸ方向の相対位置ΔＬＢＸ及びθｚ方向の相対回転角ΔＬＢθを算出する。これらの相対位置（ΔＬＢＸ、ΔＬＢＹ）及び相対回転角ΔＬＢθは、マスクＭＡ１とマスクＭＡ２との相対位置及び相対回転角（相対配置）とみなすことができる。
【００７９】
このように本実施形態では、レーザ干渉計２２ＸＡ，２２ＸＢ，５５ＸＡ，５５ＸＢ，５５Ｙと対応する移動鏡及び参照鏡とを含むレーザ干渉計システム（配置検出装置）によって、マスクＭＡ１，ＭＡ２の相対配置の情報が計測されている。従って、この相対配置の情報を用いてアクチュエータ２５Ｘ，２５Ｙ１，２５Ｙ２を駆動することによって、マスクＭＡ１，ＭＡ２の相対配置を制御できる。
【００８０】
本実施形態の作用効果等は以下の通りである。
（１）レーザ干渉計２２ＸＡ，２２ＸＢ，５５ＸＡ，５５ＸＢ，５５Ｙは、マスクステージＭＳＴ１，ＭＳＴ２に設けられた移動鏡５０Ｘ，６４Ｘ（又はレトロリフレクタ６０Ａ〜６０Ｄ）及び移動鏡６４Ｙ（光学部材）を介した計測用ビーム（検出光）を用いてその相対配置情報を検出する。従って、走査露光中に常時その相対配置情報を検出できる。
【００８１】
（２）なお、その相対配置の情報を計測するために、そのレーザ干渉計システムと併用して、第１の実施形態のマスク上のマーク像を撮像するアライメント系３１Ａ，３１Ｂ等を使用してもよい。また、そのアライメント系３１Ａ，３１Ｂとともに、又はそれとは別にマスクＭＡ１，ＭＡ２上の所定のマーク（例えば第１ＭＡマーク１５Ａ〜１５Ｄ，１６Ａ〜１６Ｄのいずれか等）を検出したときに、レーザ干渉計２２ＸＡ，２２ＸＢ，５５ＸＡ，５５ＸＢ，５５Ｙの計測値をリセット（又はプリセット）する原点信号を発生するアライメント顕微鏡（基準位置検出装置）を不図示のフレーム機構に設けてもよい。
【００８２】
（３）また、Ｙ軸のレーザ干渉計５５Ｙは、第１マスクステージＭＳＴ１上の参照鏡６４ＹＲにＸ方向に参照ビームを供給し、第２マスクステージＭＳＴ２上の移動鏡６４ＹにＹ方向に計測用ビームを供給し、それらからの計測用ビーム及び参照ビームを受光して、参照鏡６４ＹＲと移動鏡６４Ｙとの相対位置を計測している。従って、レーザ干渉計５５Ｙによって、第１マスクステージＭＳＴ１に対する第２マスクステージＭＳＴ２のＹ方向の相対位置を直接計測できる。
【００８３】
なお、レーザ干渉計５５Ｙの代わりに、第２マスクステージＭＳＴ２上に設置されたＸ方向に長い移動鏡にＹ軸に平行に計測用ビームを照射して、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４の支持部材に固定された参照鏡を基準としてその移動鏡のＹ方向の位置を計測するＹ軸のレーザ干渉計を用いてもよい。このレーザ干渉計の計測値とレーザ干渉計２２Ｙの計測値との差分から上記の相対位置ΔＬＢＹを計測できる。
【００８４】
また、Ｘ軸のレーザ干渉計５５ＸＡ，５５ＸＢでは、参照鏡を第１マスクステージＭＳＴ１上に固定して、この参照鏡を基準として第２マスクステージＭＳＴ２上の移動鏡６４ＸのＸ方向の位置を計測してもよい。これによって、第１マスクステージＭＳＴ１に対する第２マスクステージＭＳＴ２のＸ方向の相対位置及び相対回転角を直接計測できる。
【００８５】
なお、この実施形態では、レーザ干渉計を用いてマスクステージＭＳＴ１，ＭＳＴ２の相対位置情報を計測している。しかしながら、その代わりに、例えば第１マスクステージＭＳＴ１上の同一直線上にない３箇所にギャップセンサ（例えば静電容量型のセンサ）を設置して、これらのギャップセンサを用いてマスクステージＭＳＴ１，ＭＳＴ２のＸ方向、Ｙ方向、及びθｚ方向の相対位置情報を計測してもよい。又は、例えばアクチュエータ２５Ｘ，２５Ｙ１，２５Ｙ２内に可動子の移動量を計測するセンサ（例えば小型のリニアエンコーダ）を配置しておき、これらのセンサを用いて、対応する可動子の移動量、ひいてはマスクステージＭＳＴ１，ＭＳＴ２の相対位置情報を計測してもよい。
【００８６】
また、上記の実施形態の露光装置１００を用いて、基板（ガラスプレート）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図１３を参照して、この製造方法の一例につき説明する。
図１３のステップＳ４０１（パターン形成工程）では、先ず、露光対象の基板上にフォトレジストを塗布して感光基板を準備する塗布工程、上記の露光装置を用いて液晶表示素子用のマスクのパターンをその感光基板上に転写露光する露光工程、及びその感光基板を現像する現像工程が実行される。この塗布工程、露光工程、及び現像工程を含むリソグラフィ工程によって、その基板上に所定のレジストパターン（転写パターン層）が形成される。このリソグラフィ工程に続いて、そのレジストパターンをマスクとしたエッチング工程、及びレジスト剥離工程等（加工工程）を経て、その基板上に多数の電極等を含む所定パターンが形成される。そのリソグラフィ工程等は、その基板上のレイヤ数に応じて複数回実行される。
【００８７】
その次のステップＳ４０２（カラーフィルタ形成工程）では、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂに対応した３つの微細なフィルタの組をマトリックス状に多数配列するか、又は赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３本のストライプ状の複数のフィルタの組を水平走査線方向に配列することによってカラーフィルタを形成する。その次のステップＳ４０３（セル組立工程）では、例えばステップＳ４０１にて得られた所定パターンを有する基板とステップＳ４０２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【００８８】
その後のステップＳ４０４（モジュール組立工程）では、そのようにして組み立てられた液晶パネル（液晶セル）に表示動作を行わせるための電気回路、及びバックライト等の部品を取り付けて、液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、露光工程で使用するマスクＭＡ１，ＭＡ２等の製造コストを低減できる。さらに、露光中にも第２マスクステージＭＳＴ２等を駆動することによって露光精度も向上するため、低コストで、かつ高精度に液晶表示素子の製造を行うことができる。
【００８９】
なお、本発明は、液晶表示素子の製造プロセスへの適用に限定されることなく、例えば、プラズマディスプレイ等のディスプレイ装置の製造プロセスや、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム)、セラミックスウエハ等を基板として用いる薄膜磁気ヘッド、及び半導体素子等の各種デバイスの製造プロセスにも広く適用できる。
【００９０】
なお、上記の実施形態では、露光用の照明光として、ＹＡＧレーザの３倍高調波が使用されている。その他に、露光用の照明光としては、例えば超高圧水銀ランプから射出されるｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）及びｉ線（波長３６５ｎｍ）の光を含む波長域から選択された波長の光、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）若しくはＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）等のエキシマレーザ光、又は半導体レーザの高調波等も使用可能である。このように、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】第１の実施形態に係る露光装置の一部構成を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態の露光装置の全体の概略構成を示す斜視図である。
【図３】図１の部分照明光学系及び図２の投影光学系の構成を示す図である。
【図４】図４（Ａ）は、図１のマスクステージ及びマスクを示す平面図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のマスク用アライメント系を示す断面図である。
【図５】図５（Ａ）は図４（Ｂ）の撮像素子４３Ａで撮像される画像を示す拡大図、図５（Ｂ）は図４（Ｂ）の撮像素子４３Ｂで撮像される画像を示す拡大図である。
【図６】図６（Ａ）は、走査露光時のマスクステージ及びマスクを示す平面図、図６（Ｂ）は、走査露光時のプレートを示す平面図である。
【図７】図７（Ａ）は、２回目の走査露光時のマスクステージ及びマスクを示す平面図、図７（Ｂ）は、２回目の走査露光時のプレートを示す平面図である。
【図８】図８（Ａ）は、第２の実施形態のマスクステージを示す平面図、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のマスク用アライメント系を示す断面図である。
【図９】第２の実施形態で撮像される画像を示す拡大図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、第２の実施形態の第１変形例のマスクステージを示す平面図、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のマスク用アライメント系を示す断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、第２の実施形態の第２変形例のマスク用アライメント系を示す断面図、図１１（Ｂ）は、その第２変形例で形成される画像を示す拡大図である。
【図１２】第３の実施形態に係るマスクステージを示す平面図である。
【図１３】本発明に係るデバイス製造方法の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９２】
ＭＡ１，ＭＡ２…マスク、ＭＳＴ１…第１マスクステージ、ＭＳＴ２…第２マスクステージ、ＰＬ１〜ＰＬ４…投影光学系、ＰＴ…プレート、ＰＳＴ…プレートステージ、１５Ａ〜１５Ｄ，１６Ａ〜１６Ｄ…第１マスクアライメントマーク（第１ＭＡマーク）、１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ，１９Ａ，１９Ｂ…第２マスクアライメントマーク（第２ＭＡマーク）、３１Ａ，３１Ｂ…アライメント系、４１Ａ，４１Ｂ…第１対物レンズ、４３Ａ，４３Ｂ…撮像素子、５５ＸＡ，５５ＸＢ，５５Ｙ…レーザ干渉計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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